Пример 7. Критерии дефектов.

Пусть работоспособное состояние катушки реле характеризуется только одним параметром - сопротивлением R = 2200 ± 150 Ом.

В этом случае при плановой профилактической проверке сопротивления реле по отклонению фактического сопротивления за пределы допуска было бы обнаружено существование дефектов, рассмотренных в примерах 1,2.

В то же время катушка реле с дефектом, указанным в примере 3, была бы отнесена к исправной.

О существовании дефекта в изделии, работающем по прямому назначению, узнают по срабатыванию устройств защиты и сигнализации или по возникновению недопустимых отклонений контролируемых параметров.

Пример 8. Установление факта существования дефекта.

Потребитель электроэнергии получает питание через контакты автоматического выключателя (автомата), снабженного зависимым расцепителем, имеющим времятоковую характеристику, показанную на рис. 3.

Если автомат не отключает электропитание потребителя, то считают, что дефекты в системе питания электроустановки отсутствуют. В противном случае считают, что дефект существует, и приступают к выяснению причины, вызвавшей срабатывание расцепителя.

Естественно, что исправность расцепителя и самого автомата надлежит периодически проверять.

Наконец, о существовании дефектов в изделии говорит возникновение той или иной аварийной ситуации (аварии). В отличие от рассмотренных ранее, такая ситуация не является нормой и в той части, которая не касается интересующего нас процесса поиска дефекта, должна рассматриваться как чрезвычайное происшествие.

Резюмируя сказанное, отметим, что в технической диагностике независимо от того, каким образом узнали о факте существования дефекта, принято говорить, что к поиску дефекта приступают после того, как он себя проявил.

По приведенному выше определению любой дефект представляет собой отклонение от какой-либо нормы. Пока такого отклонения нет, то есть дефект не проявился, то нет и самого дефекта.

Поэтому существующее мнение о том, что дефекты надо обнаруживать и устранять заблаговременно, чтобы они себя не проявили ошибочно, поскольку это противоречит основным понятиям технической диагностики и теории надежности.

Применяя те или иные проверки не всегда удается выявить факт существования дефекта в изделии (см. пример 3), поэтому по отношению к правилам, методам и средствам контроля все дефекты подразделяют на явные и скрытые.

Явные дефекты могут быть обнаружены методами и средствами контроля, предусмотренными в документации на изделие.

Например, пусть в документации реле установлен только один способ контроля исправности катушки - по сопротивлению обмотки. В этом случае дефекты, описанные в примерах 1, 2, по принятой классификации будут явными. Дефект, указанный в примере 3, для этого способа контроля относится к скрытому.

Такая классификация не дает основания говорить, что скрытые дефекты вообще нельзя обнаружить. Просто отдельные дефекты скрыты от какого-либо конкретного способа контроля и для их выявления следует применять иной способ.

Пример 9. Выявление скрытого дефекта.

Пусть работоспособное состояние катушки характеризуется такими двумя параметрами: сопротивлением обмотки R1 = 2200 ± 150 Ом; током I = 0,05 + 0,002 А.

Следовательно, исправность катушки контролируют по результатам измерения сопротивления и тока.

При таком способе контроля дефект (пример 3) перестает быть скрытым, так как фактическое значение тока I = 0,053 А превышает допустимое 0,052 А.

Любые же дефекты обмотки реле, уменьшающие ее сопротивление менее чем на 150 Ом или же приводящие к увеличению тока, потребляемого ею не более чем на 0,02 А, и для этого способа контроля работоспособности должны быть отнесены к скрытым.

Возникновение дефекта приводит к конкретным изменениям в изделии (обрыв провода, неправильное соединение элементов между собой, непредусмотренное схемой замыкание токопроводящих частей, поломка деталей), которые называют характером дефекта.

По этому признаку дефекты подразделяют на электрические и неэлектрические.

К электрическим дефектам относят нарушения контактных соединений, короткое замыкание, обрыв электрических цепей, ошибки в соединениях элементов между собой и т.п.

Из всех возможных неэлектрических дефектов обратим внимание только на некоторые механические дефекты, как то: неполадки в креплениях элементов, системах передач от исполнительных двигателей (серводвигателей) к органам управления, в подвижных частях реле и контакторов и др.

До сих пор приводились примеры с одним дефектом в изделии. Однако в общем случае в изделии может существовать более одного дефекта и тогда говорят, что в изделии есть кратные дефекты.

Тем не менее, в работах по технической диагностике процесс поиска дефекта описан в предположении, что в изделии в каждый момент существует только один дефект.

Такая условность вызвана как малой вероятностью одновременного возникновения двух, а тем более трех или четырех дефектов, так и тем, что наиболее ярко проявляется всегда один дефект, а другой (или другие) на его фоне остается необнаруженным.

К поиску кратных дефектов приступают тогда, когда после устранения первого обнаруженного при контроле исправности и работоспособности изделия устанавливают наличие еще одного дефекта.

Иногда считают, что возможны случаи, когда кратные дефекты компенсируют друг друга. Однако это не соответствует истинному положению вещей, что следует и из введенного выше определения понятия дефект. На самом же деле при наличии кратных дефектов возможно кроме яркого проявления одного из них, искажение внешних проявлений из-за совместного действия нескольких дефектов.

Пример 10. Кратные дефекты.

Основой схемы защиты электроустановки от короткого замыкания является релейная часть, реагирующая на один из его параметров и подающая сигнал на отключающий электромагнит автоматического выключателя, через который данная электроустановка получает питание.

Пусть в релейной части существует дефект, приводящий к ее срабатыванию как при коротком замыкании в защищаемой схемой зоне, так и вне её. Пусть одновременно с этим существует и второй дефект, приведший к отказу отключающего электромагнита.

В связи с тем, что по технологическим соображениям электропитание с защищаемой установки не снимается, то дефект отключающего электромагнита ничем не проявляет себя.

Из-за наличия такого дефекта не проявляет себя и дефект в релейной части, хотя она и срабатывает при коротких замыканиях вне зоны защиты.

Таким образом, внешне схема защиты и автоматический выключатель проявляют себя как вполне исправные.

Если необходимо избежать аварийной ситуации, возникающей при коротком замыкании в защищаемой релейной частью зоне, то узнать о существовании дефекта можно при проведении периодических совместных проверок защиты и привода выключателя без разрывов цепей управления.

Но для того, чтобы установить факт одновременного существования двух конкретных дефектов, такой проверки уже недостаточно и требуется разработка специальных критериев и методик проверки, позволяющих вынести обоснованное заключение о том, что внешние проявления, характерные для данной проверки, являются результатом совместного существования только этихдвухдефектов и никакихдругих.

Аналогичная описанной будет картина не только при отказе электромагнита, но и при обрыве любого проводника, соединяющего электромагнит с релейной частью, а также при нарушении любого из контактных соединений в цепи электромагнита и других подобных дефектах.

К несрабатыванию релейной части при коротком замыкании в зоне защиты может привести и наличие короткого замыкания во вторичной цепи трансформатора тока, формирующего сигнал, поступающий на вход релейной части.

Примеры, похожие по проявлению дефектов, можно значительно умножить. Поэтому оказывается не только удобным, но и более правильным строить процесс поиска дефекта (после установления факта его существования) предполагая, что в изделии существует только один дефект.

Как видно из примера 10, одинаковое проявление различных дефектов не позволяет в каждом конкретном случае указать, какие именно конкретные дефекты существуют в изделии. В нашем случае можно только перечислить группу дефектов, имеющих одинаковые внешние проявления (или по-другому, имеющих одинаковый образ).

Пример 11. Внешние проявления кратных дефектов.

Пусть исправность воспринимающей части реле проверяют измерением тока, потребляемого катушкой и результат измерения I > Iдоп. Таким образом, проверка показывает, что в реле существует дефект. К увеличению тока в катушке приводит не только электрические (например, короткое замыкание), но и механические (в подвижной части реле) дефекты.

Обнаруженное увеличение тока сверх допустимого может быть следствием существования как одного электрического или одного механического дефекта, так и одновременно этих двух.

Данный пример иллюстрирует тот факт, что проявление кратных дефектов может совершенно не отличаться от проявлений одиночных и только по результатам измерения тока в катушке нельзя сказать, по какой именно причине произошло его увеличение.

Для выявления кратных дефектов поступают по-иному. Сначала отыскивают тот дефект, который проявляет себя наиболее ярко, а затем, устранив его причину, ещё раз проверяют работоспособность изделия.

Если такая проверка подтверждает наличие отклонений от установленных для изделия требований, то приступают к поиску того дефекта, который соответствует выявленным отклонениям.

Применительно к материалу примера 11 это означает, что при I> Iдоп. следует прежде всего убедиться в отсутствии короткозамкнутых витков (например, измеряя сопротивление катушки), а затем, если сопротивление в норме, проверить механическую часть реле.

Однако можно действовать и по-другому, проверяя сначала механическую часть реле, а затем его катушку.

Таким образом, оказывается, что даже при поиске такого элементарного дефекта непросто выбрать ту или иную последовательность проверок, а также технологические переходы, с помощью которых эти проверки реализуются.

Поэтому в технической диагностике дефект определяется на основании какого-либо метода, устанавливающего правила применения определенных принципов, использование технологических средств и выбора технологических переходов для реализации проверок.

Независимо от выбранного метода установления дефекта необходимо предварительно изучить изделие как объект поиска дефекта, установить возможные дефекты в нем и их признаки, разработать модели изделия, которые описывают исправное и неисправное состояния, определить последовательность и состав проверок, выбрать технологические переходы для их реализации.

Для успешного поиска дефекта нет необходимости знать все об элементах, составляющих реальный объект, связях между ними, а также о различных «тонкостях» и «особенностях» его работы. Более того, излишняя информация зачастую не только не ускоряет поиск, а наоборот, затрудняет его. В частности, из-за того, что далеко не всякий дефектный элемент может быть заменен на исправный.

Поэтому при определении глубины поиска ориентируются прежде всего на уровень сменного блока (плату, узел, модуль и т.п.) и значительно реже - на уровень элемента.

Именно поэтому при отыскании дефекта реальный объект заменяют моделью.

Необходимо иметь в виду, что одно и тоже изделие может быть представлено разными моделями в зависимости от того, какие его свойства интересуют в данный момент.

Технологическим переходом называют законченную часть технологической операции, отличающуюся неизменностью используемых средств технологического оснащения. В нашем случае операцией является поиск дефекта, а один из технологических переходов - измерение был рассмотрен в примерах 1, 2, 3.

Наиболее распространенными моделями служат различного рода схемы (структурные, функциональные, принципиальные, подключения, соединений, эквивалентные и др.), отличающиеся тем, что представляют одно и то же изделие с разных сторон и с разной степенью детализации.

Поэтому в качестве моделей используют прежде всего схемы изделий. И только в тех случаях, когда для отыскания дефекта недостаточно схемы, составляют специальные диагностические модели, предназначенные для определения дефектов.

Можно использовать как какую-то одну модель, так и несколько, заменяя их в процессе поиска дефекта.

Из всех используемых наиболее распространена диагностическая модель в виде перечня дефектов (табл. 1).

Таблица 1. Диагностическая модель в виде перечня дефектов для системы световой и звуковой сигнализации

Данная модель составлена в предположении, что поиск дефекта производится до элемента - реле, лампы, патрона, проводника.

Процесс поиска дефекта при использовании такой модели предельно прост. Сопоставив проявления реального дефекта с приведенными в одном столбце такого перечня, в другом находят причину дефекта и способ его устранения. я.

Для электрических машин такая модель описана в классической книге Р.Г.Гемке.

Сфера применения такого способа поиска дефекта ограничена прежде всего тем, что для более или менее сложного изделия практически невозможно составить исчерпывающий перечень дефектов, т.е. нельзя построить диагностическую модель, в которой будут учтены все возможные дефекты.